“Industria 4. 0”. A menudo, la gente asume que todo el mundo sabe exactamente de qué se trata, y lo mismo puede decirse de otros temas populares relacionados como el “Internet de las cosas”. Entonces, ¿Qué significa todo esto en realidad? ¿Cuáles son los principios en juego? ¿Qué tipo de papel tiene la gente en todo esto?

Para responder a estas preguntas, estamos considerando tres aspectos que creemos que son esenciales.

1. La Industria 4. 0 es el siguiente paso en un largo proceso de desarrollo

El término Industria 4. 0 fue inventado por primera vez en la feria de Hannover Messe en 2011. Proviene de una iniciativa del mismo nombre lanzada por el Gobierno Federal Alemán como parte de su amplia Estrategia de Alta Tecnología. Describe tanto la cuarta etapa del proceso de industrialización como un objetivo específico. Las anteriores revoluciones industriales han sido bien documentadas. Mientras que la primera revolución se inició con la mecanización (palabra clave: el telar), las dos siguientes fueron desencadenadas por la producción en masa y la integración de los ordenadores en el proceso de producción.

Entonces, ¿Cómo difiere la Industria 4.0 de la fase de industrialización que la precedió? En pocas palabras, se trata de una red entre el hombre y la máquina y entre diferentes máquinas. El objetivo clave es combinar dos principios que son en realidad opuestos, en sentido estricto: la fabricación en línea de producción y la fabricación a medida. También se conoce como personalización en masa.

2. Todos los caminos conducen a la fábrica inteligente

El concepto de una fábrica inteligente hace que la idea, bastante abstracta de la Industria 4.0, sea más fácil de entender. Aquí es donde entra en juego el Internet de las cosas, es decir, las partes no humanas que se comunican entre sí. Podría ser una planta que envía una señal de que necesita nuevo material y la fábrica inteligente automática e independientemente reenvía esta información. La comunicación entre estas “cosas” tiene lugar a través de Internet o de una nube. Todos los elementos involucrados están representados por un agente de software.

Esto resuelve el problema de que las piezas de trabajo no tienen la capacidad técnica de comunicarse por sí mismas. Otra esfera relacionada con la Internet de las cosas se refiere a los “sistemas ciberfísicos”, en los que la pieza de trabajo es el elemento físico y el agente informático el elemento digital. Los seres humanos pueden seguir interviniendo activamente, por ejemplo, utilizando dispositivos móviles para vigilar los procesos o modificar los parámetros individuales. Aunque algunas pequeñas y medianas empresas están preocupadas por la Industria 4. 0, esta ansiedad es infundada, ya que las plantas existentes no tienen que ser reemplazadas en la mayoría de los casos. A menudo, las plantas preexistentes pueden actualizarse con bastante facilidad para permitir la comunicación basada en la tecnología de la información.

3. La Industria 4.0 todavía necesita gente

Dadas las visiones de futuro que la Industria 4.0 promete cumplir, es comprensible que algunos puedan al principio temer por sus trabajos. Después de todo, hay un montón de películas de ciencia-ficción por ahí para apoyar esa visión. Sin embargo, aunque estos temores y otros similares son comprensibles, también son en última instancia injustificados. Por supuesto que no hace falta decir que la forma en que trabajamos cambiará en el futuro, pero la Industria 4.0 no se trata de reemplazar a la gente con máquinas inteligentes, al contrario, los trabajadores tendrán tareas más complejas que realizar.

Más que nunca, se pide a los empleados de las empresas industriales que adopten un enfoque interdisciplinario, tomen decisiones rápidamente por iniciativa propia y se adapten a procesos complejos.

¡Nadie tiene que temer a sus (futuros) colegas robóticos!

Industry 4.0 Webinar (Inglés – Subtitulado)

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Item

Item es la empresa pionera en sistemas de construcción modular para aplicaciones industriales y líder en el mercado global. Lleva diseñando y comercializando soluciones de construcción para maquinaria, accesorios y plantas desde 1976. En la actualidad, la cartera de productos de item consta de más de 3.000 componentes de alta calidad, diseñados para uso en bases de máquinas, bancos de trabajo, soluciones de automatización y aplicaciones de producción lean.

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Para asegurar que la inteligencia artificial en la ingeniería apoye a las personas en su trabajo, se requiere un enfoque de diseño especial.

Dos factores son clave para el uso exitoso de la inteligencia artificial en combinación con otras nuevas tecnologías.

Estos dos factores se unen en uno de los tres nuevos campos de investigación del departamento de Desarrollo Organizacional del Laboratorio de Máquinas Herramientas e Ingeniería de Producción (WZL) de la Universidad RWTH de Aachen – «Inteligencia Aumentada». Los científicos están trabajando aquí junto con socios nacionales e internacionales de la investigación y la industria para encontrar soluciones de la IA para la producción que proporcionen un apoyo específico a la inteligencia humana. Para asegurar que estas soluciones para la inteligencia humana y artificial se desarrollen con un enfoque especial en las consideraciones prácticas, un laboratorio de investigación especial fue recientemente diseñado en forma de AIXLAB. Esto también se basa en el sistema ergonómico de mesas de trabajo de item.

Experimenta la innovadora IA de cerca en una sala de escape

El objetivo de AIXLAB es establecer un centro transdisciplinario para estudiantes, investigadores, desarrolladores y usuarios que entiendan el potencial de la inteligencia artificial para apoyar a las personas y quieran ayudar a darle forma. La «Sala de escape» del WZL – uno de los ganadores de 2018 del concurso universitario «Mundos de trabajo del futuro» organizado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania – constituyó la base del concepto de AIXLAB. La idea básica de la Sala de Escape era mostrar al personal de producción del futuro como prototipos.

Con este fin, se creó una mesa de trabajo industrial como ejemplo y se le complementó con tecnologías digitales que se habían desarrollado en el curso de proyectos de investigación. De acuerdo con la idea fundamental de las salas de escape, se encargó a pequeños grupos la tarea de resolver problemas prácticos relevantes para la calidad utilizando las tecnologías proporcionadas, para poder salir de la sala. “Este enfoque recreativo ha demostrado los beneficios y posibilidades de las tecnologías digitales a estudiantes de escuelas de formación profesional, estudiantes universitarios y representantes de empresas, entre otros«, dice el jefe del departamento.

Los humanos y la inteligencia artificial trabajando mano a mano

AIXLAB es el resultado del deseo del grupo de investigación de progresar en el uso centrado en el ser humano de la IA en la producción industrial. Cuando se trata del campo de investigación del departamento de Desarrollo Organizacional y su orientación temática extendida, las letras «IA» significan Inteligencia Aumentada. La reorientación del concepto original abarca dos aspectos clave que están representados en el nombre por la letra X:

Esto proporciona a la AIXLAB dos versiones extendidas de su nombre: «AIXPERIMENTATIONLAB» y «AIXPERIENCELAB».

El primer campo de prueba y demostración mostrado en AIXLAB representa un escenario de producción manual. Con la ayuda de item, se instalaron cuatro mesas de trabajo de montaje modular con iluminación ergonómica. La modularidad de las mesas de trabajo ofrece la base ideal para cumplir con la diversa gama de requisitos que implica la experimentación y la demostración. Como resultado, las mesas de trabajo pueden adaptarse con poco gasto, por ejemplo, para realizar estudios o probar nuevos hallazgos. El laboratorio de investigación para la colaboración entre los humanos y la inteligencia artificial está actualmente en construcción. El trabajo se ha retrasado debido a la pandemia de coronavirus.

La inteligencia humana y la artificial se adaptan de excelente manera

Después de haber sido construidas físicamente en un entorno de laboratorio, las soluciones basadas en la IA desarrolladas en los proyectos de investigación actuales se integran en el campo de pruebas y demostraciones existente. Un ejemplo de esto es el sistema de asistencia al montaje del proyecto de investigación AuQuA. Se está desarrollando, junto con científicos de la Universidad de Sao Paulo, un soporte fácil de usar para el ensamblaje manual. Esto se basa en guías de montaje basadas en la realidad aumentada que pueden ser generadas y optimizadas con la ayuda de algoritmos de aprendizaje de máquina.

Además, las tecnologías digitales existentes (como las aplicaciones de RA y RV y los tableros inteligentes de KPI) se adaptan al caso de uso de ensamblaje manual y se conectan en red de acuerdo con los principios del Internet de la producción.

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Item

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Los robots en la producción industrial pueden ayudar a los empleados a aligerar su carga de trabajo e incluso protegerlos.

Aunque es casi imposible imaginar nuestra vida cotidiana moderna sin equipo técnico, los seres humanos y las máquinas se siguen considerando a menudo como rivales; sin embargo, esta mentalidad de «o uno u otro» no tiene en cuenta la valiosa tercera opción de colaboración que se ha vuelto cada vez más importante ante la digitalización y la Industria 4.0.

Estamos hablando de la colaboración entre humanos y robots.

Un examen más detallado revela el enorme potencial de este simple enfoque. Combina la experiencia, el juicio y la flexibilidad de los humanos con la fuerza, la resistencia y la precisión de los robots, aliviando a los empleados y aumentando la eficiencia de la producción. Una característica de la colaboración entre humanos y robots es el hecho de que no hay una barrera de seguridad que los separe mientras trabajan. En cambio, ocupan el mismo espacio de trabajo y procesan los mismos componentes. Toda la configuración se lleva a cabo generalmente utilizando robots especiales de peso ligero conocidos como robots de colaboración, o simplemente: cobots.

Los beneficios de los Cobots: menos monotonía, menos errores, alta fiabilidad

A diferencia de los robots industriales, que generalmente están diseñados para tareas específicas, los cobots son muy completos. Su forma y función recuerdan a un brazo humano. Los beneficios de los cobots, por lo tanto, incluyen el espacio relativamente pequeño que requieren y su versatilidad. Son capaces de muchas tareas diferentes. En primer lugar, se trata de las tareas monótonas y repetitivas que a largo plazo aburren a los funcionarios humanos y que les hacen cansarse rápidamente, lo que conduce a altas tasas de error. Otra ventaja de los cobots es que, de ser necesario, pueden proporcionar grandes volúmenes de datos para su utilización en el mantenimiento predictivo y otras grandes aplicaciones de datos.

Cuando los humanos y los robots trabajan en estrecha proximidad unos de otros, es necesario tomar medidas y precauciones especiales para garantizar la seguridad de los miembros del personal. La norma DIN ISO/TS 15066 en Alemania y la norma RIA TR R15. 606-2016 del Instituto Nacional de Normalización de los Estados Unidos establecen los requisitos de seguridad pertinentes para los sistemas de robots industriales de colaboración y los entornos de trabajo. Entre otras cosas, esto define la máxima cantidad de fuerza que un robot puede ejercer en contacto con un humano. Por lo tanto, estas fuerzas deben limitarse a un nivel seguro. Para cumplir estos requisitos, los cobots necesitan sensores adecuados que utilicen la tecnología de ultrasonidos y de radar, por ejemplo, para detectar personas y obstáculos en su entorno.

Algunos cobots están incluso equipados con una superficie sensible al tacto que les permite «sentir» el contacto con la gente y detener inmediatamente cualquier movimiento que pueda estar en marcha. Las estructuras de las máquinas y los soportes de los robots, así como el sistema de seguridad y protección por elementos, proporcionan los límites y las estructuras que protegen a los miembros del equipo. Cuando se trata de la colaboración entre humanos y robots, la seguridad de los miembros humanos del personal tiene la máxima prioridad.

Colaboración entre humanos y robots para la ergonomía

Cuando se trata de la colaboración entre humanos y robots, hay más en proteger el bienestar físico del personal que en asegurarse de que los trabajadores no sean lastimados por sus colegas robots. En la planta de Dingolfing del Grupo BMW, por ejemplo, los cobots ayudan a instalar ventanas laterales en los coches. Antes de que las ventanas se ajusten a la carrocería, hay que aplicarles adhesivo en un proceso preciso. Esto se hacía antes a mano, por un trabajador que caminaba alrededor de la ventana. Ahora un cobot se encarga de esta difícil y poco ergonómica tarea, con un humano instalando después las ventanas.

«Otra ventaja de los cobots es que pueden levantar cargas pesadas sin esfuerzo».

Hay más beneficios para los cobots que su capacidad de asumir tareas que impliquen posturas corporales que resulten agotadoras o insalubres para sus homólogos humanos a largo plazo. La colaboración entre humanos y robots también tiene una respuesta cuando se trata de levantar cargas pesadas. Los cobots como el Universal Robots UR16e son capaces de levantar cargas de hasta 16 kg de peso. Para ponerlo en perspectiva, una llanta de acero de 16 pulgadas para una rueda de coche (sin el neumático) pesa alrededor de 8,5 kg. Si un robot puede ocuparse de este tipo de carga en lugar de los trabajadores humanos, hay más que beneficios físicos; por ejemplo, pueden prepararse para procesar el siguiente componente mientras el cobot mueve el anterior a un lado.

Los humanos y los robots no necesitan ser rivales, sino que la combinación de sus fuerzas puede optimizar la creación de valor.

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